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陜西土木建筑網首頁 > 建筑論文 > 建筑施工 > 回彈法測強中碳化深度值探討

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摘要：本文針對在工程實踐中，經常發現早期的混凝土出現較大的碳化深度，致使砼強度換算值偏低的情況，結合某工程實例，用回彈法對砼作隨機抽查，進行碳化深度值的實測與探討分析，提出實測到的“碳化”深度應按現場的具體情況，綜合考慮各種因素，來判斷真正意義的碳化，并加以取舍，以取得砼強度的真實值。...

回彈法測強中碳化深度值探討

薛國輝

(陜西航天建筑工程檢測中心710021 西安)

現行中國人民共和國行業標準JGJ／T23--2001《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(以下簡稱《規程》)建立的測強曲線是基于回彈值與碳化深度求得混凝土強度換算值，在工程實踐中，經常發現早期的混凝土出現較大的碳化深度的情況，從而使混凝土的強度換算值偏低，而根據經驗，由于混凝土的碳化是一個緩慢的過程，早期混凝土不應該有較大的碳化深度，為了弄清楚這個問題，我們對現場的混凝土進行了隨機抽查，現就這個問題分析如下。

1、影響“碳化”深度值的幾個原因

碳化深度值的測量原理，是根據水泥水化的產物Ca(OH)2：呈堿性，酚酞溶液遇堿變紅色，而Ca(OH)2與空氣中的C02發生中和反應，生成中性的CaC03，使混凝土不再呈堿性，酚酞遇之不再變紅色，而凡是不變紅色的部分，均認為已被碳化，碳化過的混凝土由于有CaC03的影響，表面硬度偏高，因此需要按照測強曲線加以換算。

根據以上原理，可以分析出導致所測得的“碳化”深度值偏大的幾個可能的原因。

(1)確實已被碳化。

(2)水泥水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色。

(3)如果混凝土早期失水過多，水化不充分，沒有生成足夠的Ca(OH)2酚酞遇之不變色。

由此看來，《規程》4.3所述的測量碳化深度的方法，其實是測量了混凝土表面表現為非堿性的混凝土層的厚度，為了敘述的方便，下文將其姑且稱作“非堿性層”。

2、工程實例

某工程為四層框架結構，框架柱混凝土設計強度等級C40，配合比為：秦嶺P032.5R水泥400k9，中砂632k9，1—3卵石ll23k9，Ⅱ級粉煤灰80k9，泵送劑8k9，水l63k9，水膠比0.34，坍落度l40mm，現場采用自動計量配料、泵送。2004年4月3日至5月23日施工，5月初我們對一層柱進行了大面積回彈，表現為較高的回彈值、較大的非堿性層厚度和偏低的強度換算值，數值見表l。針對回彈的具體情況，現場采取了積極的保濕養護措施，所有框架柱均采用塑料布圍裹并灌水，并派專人巡查，此時一層框架柱齡期31d，采用上述措施繼續養護l4d；二層框架柱齡期l9d，采用上述措施繼續養護14d，三、四層框架柱拆模后隨即采用上述方法養護l4d。整個養護期間目測框架柱表面濕潤。

我們于7月19日對一至四層框架柱又進行了大面積回彈，結果顯示一層柱沒有明顯變化，二層框架柱優于一層，三至四層柱有比較理想的回彈值、較小的非堿性層厚度和理想的強度換算值，數值見表2。

分析認為，一層柱由于早期養護稍差，盡管后來采取措施加以補救，但非堿性層厚度較大的狀況不能改變，二層柱l9d以后開始保濕養護，情況雖有好轉，但仍不理想，三至四層柱由于養護及時到位，情況就很理想。為了真實地反映一層框架柱的強度，我們隨機選取幾根框架柱，將其表面非堿性層約3mm打磨掉，再行回彈，數值見表3，經比較，與三至四層柱的數值很接近，甚至更優。

3、原因分析

那么，究竟是什么原因使得混凝土表面的非堿性層厚度偏大呢?從以上的情況可以看出，在相同的配合比，幾乎相同的施工條件下，出現的這種差異，最有可能是因為養護條件不同造成的，對于第一部分中提到的三種可能的原因，我們逐一分析。

(1)確實已被碳化，這種可能性可以排除，將表1與表2進行比較，兩者回彈值接近，說明表面硬度接近，應該具有相同的碳化程度，而表2反映的三至四層的框架柱由于養護及時到位，碳化很少。

(2)水化生成Ca(OH)2，混凝土表面如果接觸其它的酸性物質，則可能使混凝土呈中性或弱酸性，酚酞遇之也不變色，這種可能性也可以排除，在施工過程中沒有任何酸性物質。

(3)混凝土早期失水過多，水化不充分，達不到指示劑變色所要求的pH值，酚酞遇之不變色。水泥的主要成分硅酸三鈣遇水迅速反應后，氫氧化鈣晶體很快出現，在未水化的硅酸三鈣顆粒周圍形成了膠態水化硅酸鈣，水很難再透進去，這就是表2反映的一層框架柱雖經補充養護，表層硬度沒有明顯變化的原因。由此可見，混凝土的早期養護非常重要，如果水泥水化因失水受阻，就會表現為非堿性，而一旦由于早期養護不及時造成失水過多，即使再采取補救措施，也很難使混凝土表面恢復到正常的弱堿性。

4、結論

綜上所述，可以得出以下結論。

(1)對于《規程》4.3.2規定的碳化深度測量方法，其實是對非堿性層深度的測量，因此，實際測量到的“碳化”深度，應該根據現場的具體情況，綜合考慮各方面的因素，來判斷是否真正意義上的碳化，并加以取舍，必要時，可以打磨掉混凝土表面的非堿性層，取得混凝土強度的真實值。

(2)混凝土的早期養護非常關鍵，在炎熱或干燥環境下，直接暴露在空氣中的混凝土失水很快，可能使混凝土失去弱堿性，這對于鋼筋的保護也是不利的。

附表l

一層框架柱回彈數據(早期養護稍差)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.5.4，齡期31d。

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccu.i(MPa)	備注
1	41.7	3．O	34.4	《規程》4.1.6.2條規
2	39.2	3.0	30.8	定，當碳化深度值大
3	39.6	3.0	31.2	于2．Omm時，可采
4	40.4		32.3	用同條件試件或鉆
5	38.4		31.0	取混凝土芯樣進行
6	39.1		30.7	修正。本文僅討混凝
7	40.2		32.0	土表面的非堿性層
8	36.5		27.0	厚度問題，并非對混
9	38.5		30．O	凝土強度作檢驗，因
10	40.1	2.5	31.8	此未作修正。
11	38.8	3.0	30.4
12	39.2	3.0	30.8
13	40.5		32.4
14	39.6		31.2
15	39.6		31.2
16	38.9		30.5
17	41.5	3．O	34.0
18	40.5		32.4
19	40.3		32.2
20	40.5		32.4
21	39.5	3.0	31.1
22	39.8		31.4
23	39.1		30.7
24	38.1	3.0	29.4
25	40.1		31.8
26	39.9		31.6
27	41.1		33.4
28	42.1		35．O
29	39.5		31.1
30	39.6	3．O	31.2
		平均3.0

附表2

一至四層框架柱回彈數據

1、一層框架柱(施工31d后保濕養護14d)，施工日期2004.4.3，回彈日期2004.7.19，齡期107d。

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm（mm)	換算值fccu.i(MVa)	備注
1	41.3		35.2	《規程》4.1.6.2條規
2	41.0		34.8	定，當碳化深度值
3	39.5	3．O	32.6	大于2.0mm時，可
4	39.1		32.0	采用同條件試件或
5	41.7	2.5	35.8	鉆取混凝土芯樣進
6	39.4	2.5	32.4	行修正。本文僅討
7	39.6		32.7	混凝土表面的非堿
8	39.6		32.7	性層厚度問題，并非
9	38.5		31.0	對混凝土強度作檢
10	40.3		33.8	驗，因此未作修正。
11	40.5		35.6
12	38.8	3．O	31.5
13	39.2		32.1
14	39.6		32.7
15	39.6	3.0	32.7
16	39.9	2.5	33.2
17	41.5		35.6
18	40.5		34.0
19	41.3		35.2
20	39.1		32．O
21	40.1	3．O	33.4
22	42.1	2.0	36.4
23	39.4		32.4
24	39.9	2.5	33.2
25	40.5		34．O
26	39.5		32.6
27	39.8		33.0
28	39.1		32.0
29	39.9		33.2
30	41．O	2.5	34.8
		平均2.5

2、二層框架柱(施工l9d后保濕養護14d)，施工日期2004.4.15，回彈日期2004.7.19，齡期95d。

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	41.5		39.0	+0.3	39.3
2	41.6		39.2	+0.3	39.5
3	39.2	1.5	35．O	+1.5	36.5
4	41.8	1.5	39.5	+0.1	39.6
5	39.7	1．O	35.8	+1.2	37.0
6	39.7	1.5	35.8	+1.2	37．O
7	40.4		36.9	+0.9	37.8
8	40.6		39.2	+0.3	39.5
9	39.3		35.2	+1.5	36.7
10	39.7	1.5	35.8	+1.2	37.0
11	40.0		36.2	+1.2	37.4
12	41.5		39.0	+0.3	39.3
13	41.4	1.5	38.7	+0.4	39.1
14	39.2		35．O	+1.5	36.5
15	38.9		34.6	+1.6	36.2
16	39.7		35.8	+1.3	37.1
17	40.6	1.0	37.2	+0.8	38.0
18	39.5		35.5	+1.4	36.9
19	39.4		35.3	+1.4	36.7
20	38.6		34.1	+1.8	35.9
21	42.1	1.5	40.1	+0．O	40.1
22	39.5	1.5	35.5	+1.4	36.9
23	40.5	1.5	36.2	+1.2	37.4
24	39.6		35.6	+1.3	36.9
25	39.1		34.8	+1.6	36.4
26	40.1		36.4	+1.1	37.5
27	40.2		36.5	+1.1	37.6
28	40.1		36.4	+1.1	37.5
29	40.2		36.5	+1.1	37.6
30	41.1		38.2	+0.5	38.7
		平均l．5

3、三層框架柱(脫模后即保濕養護l4d)，施工日期2004.5.11，回彈日期2004.7.19，齡期69d。

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	39.5		39.0	+4.5	43.5
2	40.0		39.9	+4.5	44.4
3	41.3		42.5	+3.8	46.3
4	40.2	1	40.3	+4.4	44.7
5	40.4		40.7	+4.3	45.0
6	39.1		38.4	+4.5	42.9
7	41.6	0.5	43.2	+3.5	46.7
8	39．S	1	39．O	+4.5	43.5
9	39.5	0.5	39.0	+4.5	43.5
10	41.3		42.5	+3.8	46.3
11	41.4	0.5	42.7	+3.7	46.4
12	39．O	1	38.2	+4.5	42.7
13	38.7		37.7	+4.5	42.2
14	40.0		39.9	+4.5	44.4
15	40.0		39.9	+4.5	44.4
16	41.0		42．O	+3.9	45.9
17	39．O		38.2	+4.5	42.7
18	40.1		40.1	+4.5	44.6
19	40.0		39.9	+4.5	44.4
20	42.1		44.2	+3.2	47.5
21	39.3		38.6	+4.5	43.1
22	40.3		42.5	+3.7	46.2
23	39.4		38.8	+4.5	43.3
24	39.2		38.5	+4.5	43．O
25	38.4		37.2	+4.5	41.7
26	39.5		39.0	+4.5	43.5
27	40.4	0.5	40.7	+4.3	45.0
28	39.3	0.5	38.6	+4.5	43.1
29	41.2	1	42.3	+3.8	46.1
30	39．O	0.5	38.2	+4.5	42.7
		平均l．5

4、四層框架柱(脫模后即保濕養護l4d)，施工日期2004．5．22，回彈日期2004．7．19，齡期58d。

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm(mm)	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	41.0		42.0	+3.9	45.9
2	39.2		38.5	+4.5	43.0
3	39.9		39.8	+4.5	44.3
4	39.9	0.5	39.8	+4.5	44.3
5	40.1		40.1	+4.5	44.6
6	39.0		38.2	+4.5	42.7
7	41.3		42.5	+3.8	46.3
8	39.2		38.5	+4.5	43.0
9	39.3	0.5	38.6	+4.5	43.1
10	41．O		42.0	+3.9	45.9
11	41.0	0.5	42.0	+3.9	45.9
12	39．O	1	38.2	+4.5	42.7
13	38.8	0.5	37.9	+4.5	42.4
14	39．O	0.5	38.2	+4.5	42.7
15	39.8		39.6	+4.5	44.1
16	40.0		39.6	+4.5	44.4
17	39.2		38.5	+4.5	43.0
18	40.0		39.9	+4.5	44.4
19	40.0		39.9	+4.5	44.4
20	41.8		43.6	+3.4	47.0
21	39.0		38.2	+4.5	42.7
22	40.0	0.5	39.9	+4.5	44.4
23	39.1		38.4	+4.5	42.9
24	38.9	0.5	39.8	+4.5	44.3
25	38.1	0.5	36.6	+4.5	41.1
26	39.2		38.5	+4.5	43.0
27	40.1		40.1	+4.5	44.6
28	39．O		38.2	+4.5	42.7
29	40.9	1	41.8	+4．O	45.8
30	38.8		37.9	+4.5	42.4
		平均0.5

附表3

一層框架柱混凝土表面打磨約3mm后的回彈數據(回彈日期2004．7．19，齡期107d。)

測區編號	平均回彈值Rm	碳化深度dm（mm）	換算值fccui(MPa)	泵送修正K(MPa)	修正后值(MPa)	備注
1	42．O		45.9	+2.7	48.6
2	40.2		42．O	+3.9	45.9
3	41.9		45.6	+2.8	48.4
4	42.9		47.8	+2.2	50．O
5	41.2		44.1	+3.3	47.4
6	39.8		41.2	+4.1	45.3
7	41.2		44.1	+3.3	47.4
8	41.3		44.3	+3.2	47.5
9	41.1		43.9	+3.3	47.2
10	42．O		45.9	+2.7	48.6

(本文來源：陜西省土木建筑學會文徑網絡：文徑尹維維編輯劉真審核)

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